时间：2023-07-30 10:17:52
导语：在建筑设计的优化的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
Abstract:The key of architectural design management is optimization. The nature of it is the combination of part and whole optimization. All of these are dynamic management, that means striving for the high aim so that mobilizing every designer's subjective initiative make pioneering efforts constantly.
Key words:architectural design;quality;optimization;management;concept
中图分类号:TU71 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)03-0224-01
1建筑设计优化管理的理念
只有在建筑设计质量的优化管理上做文章,才能产出高质量的建筑设计成品。建筑设计是科学与艺术双重创作的结合,是创作构思加科学计算合成的结果。在运行过程中设计构思组合产生出全新的东西,不可能有固定的模式可套用,建筑设计具有一定的随机性变化。
质量是产品的生命,没有好的质量,产品就没有市场,只有高质量的产品,在市场上才有竞争力,建筑设计也是同样如此。建筑设计质量的优化管理,首先在于建筑设计质量的优化,然后才是管理。建筑设计质量的优化关键在于建筑设计思想目标的确立,建筑设计思想的优化。
建筑设计质量的优化管理,就在于强化、强调了设计的“全过程管理”,这是动态管理。建筑设计运行过程要自始至终,由部分到整体、由管理点到强化点,由方案到施工图,这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。
2健全建筑设计质量优化管理的基础――质量管理保证体系
2.1 健全可操作的规章制度。
主要包括以下方面:
一是规章制度的制订要结合实际情况,一定要具体化、细化、量化,特别是要具有可操作性,以保证其运用的经常性和可检查性,以其达到预定目标。
二是规章制度要量化,做到可以制成表格分门别类填写打分。
三是设计人员行为要规范,原则性要强,只有我们自己有效地规范了行为,才能使我们的服务对象满意。
四是跟踪服务、反馈信息及时更正与处理。
五是事前计划要具体,事中控制有措施,事后总结有效果。
2.2 建立法人挂帅的组织机构。
成立监督机构,即法人亲自挂帅,专家起主导作用的全方位的有机结合体。设立质量检查小组,每个项目均设质检员。以专家为主导是为了掌握专业技术的高标准高质量,法人挂帅是保证质量管理体系顺利运行。主要目的是使这项工作经济化,制度化,责任化。
3建筑设计运行系统与过程的优化控制
设计运行系统指总体的各个部分运行一体化,而过程是进行设计的全过程。要对其进行优化控制。首先,要确定系统部分的控制点,也就是运行的各个部分,即管理点,使每一个部分都进行优化处理。然后,进行过程的优化控制。如果只是达到质量标准、满足规范、规则的要求,那么建筑设计这个特殊的产品并非是精品。因为建筑设计的创作意识包括科学与艺术的排列与组合。提倡设计质量的优化管理,就是始终有一个较高的目标去奋斗。这里目标指的是一个范围,而不是具体的标准。方案有几个,而最好的只有一个。复杂的建筑设计周期短的几周、长的几年,施工的周期更长。
在建筑设计运行过程中,需要对建筑设计过程进行优化控制,以便取得最优方案、选取最短路径集现代科学技术成果于一身、利用现代化工具去达到目的,而没有必要非得从零开始向上爬。这里技术、信息、情报是很重要的,仅提出设计质量合格的要求,只依据设计规范、条文的被动制约,显然与现代化飞速发展的形势是极不相称的。
4建筑设计质量优化管理的运作
建筑设计质量优化,不仅是为了设计产品合格,满足设计规范的要求,而是为了高标准的追求。在设计优化管理运行的前后,从计划到分工、从人员到产品,从部分到整体等都是为了筛选出最优的方法和手段,产出最佳产品。
4.1 确定每一个项目的优化管理。
所谓管理点,就是项目中起决定作用的关键点。比如:项目设计的方案图、施工图、预算,这就是建筑设计项目宏观中既有影响又起决定性作用的关键点。
4.2 在定岗定位人员时即时挑选,既要进行优化思想教育,又要注重量才使用,使每一个设计人员都有进取精神,思想中时刻存在着争夺市场的竞争意识。这就是人员的优化组合。
4.3 设计项目的优化统筹安排。
设计项目的各个专业及专业内部的不同程序的交叉运行必须要进行周密地安排。只有这样才能使各个专业及专业内部密切联系,避免出现差错,大大地缩短设计时间,提高工作效率。
4.4 提高设计人员整体水平和素质,给设计对象创造更多的学习、深造的机会,使他们在设计运行中的各个环节都能独当一面。
4.5 随时制订与研究项目的创新计划。
凡是设计项目运行过程出现新情况、新问题,都应该进行分析研究。只有不断地向较高的目标前进,优良产品才会不断产出。
4.6 提倡精品化、集成化、信息化。
要创新、要精品就必须掌握足够的信息,如向国外发达国家学习,他们的设计理念和先进经验,做到这一点也就等于找到了捷径。
4.7 建筑设计方案的优化管理。
关键词：建筑设计；方案；优化；倒三角
中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：
在建筑设计中，方案中标并不意味着方案的完善。通常情况下，自招标文件公布至提交方案，留给设计单位的有效设计周期不会超过40天。同时，依据招投标法规，招标期间建设单位与设计单位之间除“答疑”之外不能进行其他方式的沟通，因此，在有限时间与有限交流的前提下，要求设计单位拿出能够充分领悟建设单位意图、完全满足建设需求的方案是不现实的。这是我们就需要对于建筑设计方案进行优化。
1建筑设计方案优化的必要性
1.1建设单位的技术要求有待明确与落实
目前的建设项目，尤其是大型复杂建设项目，面临功能、交通、环保、景观、法规等越来越复杂的内外部环境条件和设计约束，在缺乏建筑设计方案雏形的情况下，建设单位很难提出明确详细的设计要求，其在设计招标文件中对功能需求、建筑风格的描述往往是模糊的或是框架的。因此，在明确中标方案后，应该基于中标方案的建筑布局，对各项技术要求、功能需求及设计约束进行逐一细化、优化和协调，并最终落实和确认。
1.2集思广益，博采众长
中标方案仅为一家单位的设计成果，其设计思路的局限性在所难免。而设计招标过程中，少则三家，多则十几家单位参与设计，各投标方案的设计手法、设计亮点对开拓建设单位和中标设计单位的思路是有价值的，可以在设计方案优化阶段集思广益、博采众长，充分借鉴其他投标方案的优点，对中标方案进行优化完善。鉴于这些情况，对于工程建设项目，尤其是大型复杂建设项目，方案优化工作已成为工程建设过程中不可或缺的工作程序和环节。建设单位要摒弃建筑设计方案优化可有可无的思想误区，在设计招标结束后不要急于展开后续设计，而要发挥各方优势，对中标方案进行充分的优化和深化，使各项功能指标及技术措施更为合理，建筑风格定位更为准确，造价与运营成本更为经济，并为后续工程设计、工程施工等环节提供科学、系统的工作依据。
2建筑设计方案优化的风险与原则
建筑设计方案优化的初衷往往都是好的，但是否所有的优化工作都能够实现目标呢？一些建设单位和设计单位虽然投入了大量精力、时间进行方案优化，但由于工作方法不当，往往出现调改了一个地方，却引发更多相关问题的现象。经过反复调改，却发现不是对中标方案进行了“优化”，而是丑化、劣化了原有方案，甚至颠覆了中标方案，轻者延误了工期，重者则造成工程建设管理的重大失误。因此，为了实现优化目标，达到理想的优化效果，在建筑设计方案优化过程中，如下几条原则是应该严格遵循的：
2.1坚持并充分发挥专业人员的主导作用
优化不成反遭劣化的原因可能来自多方面，但非专业因素过多地干预甚至主导优化过程是其中一项主要原因：一方面是建设单位的参与热情或领导的主观意愿不知不觉中影响或压制了建筑师的创作空间；另一方面，中标单位也常常存在任务完成式的被动工作心态，“既然已经中标了，业主单位说怎么改就怎么改吧！”结果是系统思考不足引发更多的问题，造成方案的劣化。虽然建筑设计方案优化是一项需要多方参与、博采众长的活动，但同时，也是一项专业性极强的工作。为确保优化方案的科学性与合理性，来自各方面的的意见与建议必须要经过建筑师的整理、甄别与过滤后，通过专业的设计手段与技术举措加以落实。建筑师要摒弃任务完成式的消极态度，积极承担起方案优化的主导责任。同时，建设单位要给予建筑师以充分的信任与授权，并在工作程序、机制上给予保证。
2.2识别并坚持中标设计方案的精髓，避免颠覆性的修改
设计招投标制度对中标方案的法律地位是有明确规定的，且大型重要项目的中标方案一般都经过了建设单位高层领导的认可，所以不能敞开来优化，而是应该充分挖掘、识别、提炼出原有中标方案的亮点，在保持原有方案精髓的基础上开展设计优化工作，切忌进行颠覆性的修改。
2.3自顶向下，抓大放小，做本阶段应该做的事
由于中标方案大多为概念设计深度，在设计方案优化阶段，应采取自顶向下的优化策略，优先着力于宏观与总体层面上的要素，重点关注于本阶段必须完善与决策的重要事项，避免过多、过早地陷入局部细节问题中。一些设计节点或专业技术措施可以留待工程设计阶段由设计院依靠自身能力加以解决。此外，在此阶段过早敲定的设计细节可能会随着后续设计工作的深入而废弃，造成工作上的浪费。
3建筑设计方案优化中应重点关注的要素
3.1文化要素
建筑的文化特质与内涵,广泛涉及到历史、文脉、民族、地域风情、风格定位、建设单位的组织文化等诸多方面，且往往难以用明确的语言来加以表述。对文化要素的正确把握与合理表达通常是建筑设计的难点之一。中标方案能得到评标专家的认可，一般会在文化要素的诠释方面有独到的优势，但这并不意味着已全面到位。在方案优化阶段，建设单位与设计单位均应对文化要素给予充分关注，并通过反复的沟通与论证，以准确把控建筑的文化定位与建筑格调。
3.2功能要素
在招投标之前，由于尚无建筑方案雏形，建设单位对功能需求的描述往往是粗线条的，大量技术指标尚有待细化与明确。因而，在方案优化阶段，需要基于中标方案对功能要素进行梳理，并逐一验证落实。同时，力争通过功能集成，碰撞、激发新的想法和创意，使功能更趋完善与优化。
3.3成本要素
目前成本指标已成为限额设计的一项硬性约束，必须加以严格控制。然而，在投标阶段，设计单位的关注点集中在建筑专业，建筑估算往往仅能达到匡算深度。在方案优化阶段，需要结合具体的中标方案，对建筑成本要素进行分析，并基于成本限额指标对功能、材料、结构形式、技术标准等进行全面优化与协调。
4基于倒三角工作法的建筑设计方案优化模式
“倒三角工作法”是作者在长期的工作实践中总结提出的一种建筑设计方案优化工作模式。下面将结合某总部办公大楼建筑（建筑面积15万平方米）设计方案优化的具体案例，对基于倒三角工作法的方案优化模式进行介绍。该项目的工作过程如图1所示。
在启动建筑设计方案优化工作之初，工作团队采用“头脑风暴”法，列出中标方案的精髓以及给人印象最深刻的设计特质与手法，并由高至低排序，构建出如图1所示的“倒三角”模型。由模型可以看出，五段式的体量关系集中体现了总部大楼的稳重和大气，给人的印象最为深刻，认可度与接受度也最高；其次是位于建筑中部的通高中庭，成为夜景效果的视觉中心；再其次分别是德式的建筑立面肌理以及对称式的功能布局。
基于倒三角工作法，在优化过程中，沿倒三角逆向而上，首先从位于“倒三角”最底层的功能要素入手，依据功能使用的合理性，结合出入口的交通组织，在保持对称性的基础上，将其功能布局从“东西分区”调改为“南北分区”。进而，从文化要素入手，在保证其立面肌理的基础上，对立面色彩、幕墙比例进行优化，使其更符合该企业的文化定位。之后，从绿色环保节能出发，对通高中庭进行了内部尺度的优化。而对于专家和领导普遍认可的五段式体量关系，则作为方案的重要特质原汁原味地给予保留。依据上述工作模式，建设单位编制的“建筑设计方案优化大纲”，各项调改要求明确、全面，且设计单位接受度、参与度很高，双方共同组建成为一个工作团队，将优化工作开展得系统而顺畅，并在短时间内实现了优化目标，优化成果得到专家和领导的一致认可。
结语
在目前勘察设计招投标的法规环境下，建筑设计方案优化工作已成为工程建设过程中一个必不可少的重要环节。科学的工作方法能有效提升优化效率，达到优化效果。本文对建筑设计方案优化的原则、要素进行了探讨，提出了基于“倒三角”工作法的方案优化模式，并结合典型案例进行了分析与概述。
参考文献：
[1] 黄虎杰等，住宅建筑方案优化设计研究与实现，计算机辅助设计与图形学学报，2000，第12卷第6期
[2] 宋志敏等，引入价值分析法优化住宅建筑设计，经验与创新，2007年1月
1保护环境、节约资源是我国的一项基本的国家政策，我国的土地资源是比较短缺的，尤其是这几年来经济建设的发展，促进了土地资源的极限应用。这种情况下，就需要针对建筑建设过程中的土地利用问题展开优化，这也是现代节能绿色建筑建设的一个重点。绿色建筑的重点，就是最大程度的实现建筑效益和环境效益的协调，最大程度的降低对土地资源的应用，又能满足日常的经济生活，实现土地的覆盖率的保持，满足绿化需要。目前常用的节约土地资源的措施有：建设高层楼宇，提高新建建筑的容积率；尝试进行新式地下、半地下建筑的设计及建设，充分利用地下空间；提高住宅用地的集中度，相对减少了住宅土地的分散度和总量；根据具体的地理气候环境进行最新建筑的设计和建建设，比如在城镇、乡村建设中，提倡因地制宜，因形就势，多利用零散地、坡地建房。最终使建筑与自然环境互生共融，确保足量的绿化面积。相对于世界上其他国家的同纬度地区，我国北方地区的冬季温度是比较低的，其冷天气持续的时间比较长。这是我国的北方冬天的气候条件，为了解决这个问题，需要利用一系列的取暖资源，比如炭火、煤等。为了满足时代的需要，就要实现其绿色建筑建设环节的应用，做好室内的保温工作，利用好一系列的天然资源，保障其室内供暖设施的有效应用。绿色建筑节约能源技术是在在建筑物设计的寿命周期内,能够最大限度地节约建设资源、保护周边环境和减少污染,为人们的生产和生活提供健康、舒适、高效的使用空间,与自然和谐共处的建筑工艺。其内容包含建筑护结构减少能源消耗技术、供暖设备节能技术、空气调节节能技术、绿化节能技术、建筑物的外形、朝向及平面布置。
2为了保证绿色建筑设计的稳定开展，需要利用一系列的高新技术及其保温节能材料，这样有利于实现建筑环节和环保环节的协调。绿色建筑在建设过程中，要注重对材料的选择，要保障其结构的优化。通过对一系列的施工环节的应用，实现其能源的有效转换，以吸收一系列的自然能源，保障其资源的有效应用。建筑物要具备调节小区域空气的能力，这就需要绿色节能源技术的有效应用了。建造绿色建筑的思路与对策，加大对清洁能源的利用。如太阳能、风能、潮汐能、地热等，既可减少对资源的消耗也会减少废气污染。推广水资源的循环利用技术。就近取材，尽量减少运输能耗。比如山东、福建产石材，在当地的建筑立面上就可以多采用一些本地石材做装饰；南方地区多产竹子，可以在施工中尽量多用竹脚板、竹模板等。在绿色建筑的设计过程中，要降低对不可再生能源的消耗，要促进其可再生材料的有效应用，从而促进其环保节能性的提升。该环节的开展，必然离不开对环保材料的有效应用。比如一些工业的固体废渣的应用，避免其不达标的建材材料的应用。要降低其幕墙的面积，这样有利于降低光污染的可能性，从而保障其建造成本的降低，促进其保温效果的提升，该环节的开展也有利于其日常维护保养的有效运行。在建筑建设过程中，要实现其新建建筑的节能环保技术的有效应用，以满足现实工作的需要。对于已建成老建筑的节能改造，绿色建筑合理使用对环境无害的建筑材料，充分利用自然资源、就地取材，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下，使用无放射、低碳、低活性材料。此外，对于油漆、胶水、粘合剂、地板砖等刺激性建筑材料的选择，在考虑材料的性能过程中，也相应地考虑到材料的有毒物质释放。注重对外墙保温节能材料的使用。外墙的保温节能材料都属于保温节热材料，对于民用建筑的采暖空调而言，通过使用绝热材料可以有效的节约能源50％～80％。
3在绿色建筑的建设过程中，利用太阳能源是一个重点，因为太阳能本身就具备良好的效益，有利于促进建筑物的综合效益的提升。比如日常生活热水的应用过程中可以通过对空调冷凝热的应用，从而满足日常的保温需要。无论是地热能还是太阳能，都是良好的太阳能运作方式，从而实现其生活用水的有效应用。通过对太阳能光电系统的有效应用，可以保证日常生活的质量效率。这需要一系列的光导纤维的应用，这对日常的混凝土应用提出了一些要求。建筑物的施工环节中，通过对建筑物表面环保材料的应用，可以降低其小区域的空气污染程度，促进其室内温度的有效控制，这需要应用到一系列的新型合金材料。甚至可以自动调节太阳的光照时间，建筑物表面的太阳能电池也可以提供采暖和照明，有效的节约能源。绿色建筑总是立足于对资源的合理利用，对绿色能源的合理利用，有效的节约能源，进行循环利用和再生产。同时，绿色建筑还有利于能源的搜集，建筑的外层不仅仅成为建筑物“内部”与“外部”的分界线，而是成为一种具有多种功能的界面。绿色建筑材料的多样式也决定了绿色建筑的优越性能，尤其是外层材料具有高效多能的特点，随着高新技术的研发，建筑行业会吸收更多的外来先进技术，争取创造出更多的适合人们居住的新建筑，从而达到人与自然的高度和谐，创造出高科技建筑环境。绿色建筑的重点，就是满足人们日常的居住需要，并且要最大限度降低对能源的应用，实现其居住效益和环境效益的协调，可以实现其环境保护环节的优化，提升人们的居住水平，这需要一个综合性质的眼光，去看待问题，尽量的保护原有的生态环境，减少对周边环境的破坏，充分考虑到通风，日照、交通等关键因素，实现资源的高效利用。尽可能采取太阳能、风能、地热、生物能等自然能源。
绿色建筑节能建筑的开展，需要利用一系列的绿色建筑技术及其相关的新型建筑材料，这有利于日常节能建筑的稳定发展，实现其综合效益的提升。
本文作者：姬玲琳单位：邯郸市墙体材料革新建筑节能办公室
关键词：城市秩序；城市设计；建筑设计
Abstract: Each new building is the city 's plug body, each design for existing city context to demonstrate respect, recognition and matching, so that an order in the city gradually formed and perfected, livability increase substantially, therefore, city order optimization as a science of architectural design an important principle, architecture and city development prerequisites.
Key words: order of the city; city design; architectural design
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：
1、维护和完善城市的空间
建筑以及一切设计职业探索未来最重要的领域是城市本身的创造性设计，要设计城市首先要学会看城市，看到它们在其自然环境中的现况，以及它们的未来，一个有创造力，想象力的建筑师，他已感知的今日世界形态的程度是建设更好的城市的决定性的要素。建筑师必须以对他周围自然世界及城市设计的敏锐感受形成富有想象的创造潜力。可见,强调城市的建筑并不意味着建筑师的想象力受到限制，而是使设计者从单一的独立式的个体建筑中解脱出来，在更高的层次和更广的天地中形成丰富的建筑类型。
建筑设计要在城市结构中积极构成新景观，完善城市空间的整体关系。建筑的体型一方面综合反映了内部空间，同时还常常成为街道、广场或一个区域的构图要素。因此建筑的形体设计要经历由内到外和由外到内的双向构思过程。建筑的形体环境是由它的组成要素以一定的关系组合而成，城市空间环境要呈现多样统一的形态，首先取决于要素本身，其次在于关系的规律性变化。空间秩序由连续性和闭合性构成基本特征。建筑应选择合适的形态完善城市空间的整体关系，把城市的历史脉络和组织结构纳人设计思考的范畴。
2、体现界面的城市职能
建筑设计应运用各种联系手段与环境进行对话，有机地置人城市机体之中，构成连续的城市景观，在保持原有的城市结构与质地的前提下，进行具有时代感的创造，这样才能使新建筑自然地扎根于环境，与周围建筑一道，维护发展城市中固有的秩序。所谓“对话”，就是运用共同的建筑语言，而且是人们可能理解的建筑语言，造成视觉和心理上的连续感，从而实现新建筑与基地环境的协调统一。要造成一种颇具说服力的视觉联系必然要借用某些形式及母题，由小尺度的细部和装饰来产生连续的视觉组织。当然，形式与母题的借用与照搬是两个概念，传统自身不能成为创造文化的动力，为了把传统引向创造就必须具备某些叛逆的精神,至少要破坏其在形式化方面固步自封的阻力，以保证空间的秩序性与多样性的统一。
3、城市空间的渗透与延续
对城市空间的把握反映了建筑师创作水平的高低，体量与空间确立的明晰性与活力决定了任何文化发展时期建筑作品卓越的程度。无论是城市还是建筑都是空间的艺术，所谓城市空间直观地说就是城市内各建筑物之间所有地空间形式，这种空间的高低层次几何地联系在一起，让人们自觉地领悟它的存在。建筑空间与城市空间是隔而不断的，建筑立面是建筑自身的外壳和表皮，但又是城市空间的内壁,因此建筑空间与城市空间环境是一个连续体，当代很多都市建筑通过底层的部分架空加强了与城市的对话，为自身建立了良好的公共关系与公众形象，有的甚至将建筑体量的一部分挖空，把外部空间的秩序有意识的渗透到建筑内部，也就是将建筑纳人到城市外部的空间组织中，以求得内外空间连续性的一体化。
4、保护和加强城市的历史文化特性
建筑师们只能从基地的传统文化中抽象的寻找灵感，来设计属于我们这个时代的建筑。建筑形象是否与传统有关联并非建筑师自我宜言的结果，而是来自人们感觉中的自然评价，建筑中传统要素是时间与顺其自然的表现，不是重复性的复制, 因此, 对人文环境的延续是一个消化与吸收的过程,这个包含创作的过程只能在建筑的精神意义中引申出来，事实上，建筑与环境的联系拥有很广的想象空间，成功的建筑师往往能够把握各地独有的特色进行建筑创作。
总之，使得建筑与城市同步发展的途径是多种多样的，创造优美的单体建筑与使之融于城市肌理并不矛盾，都市建筑应该是建筑师们努力的方向，都市设计应成为建筑师的必有修养，所谓都市的建筑就是强调建筑与其外部空间的密切关系，那些只存在于城市中，丝毫不考虑城市空间的建筑，不能算是合格的建筑物，只能称为按照自己主张而建成的建筑物，而都市的建筑不仅要与城市规划相吻合，同时，还为城市空间的秩序化创造了条件，建筑应跳出自我封闭的圈子，走到城市当中，它是城市大系统中的小系统，它不仅有自己的内部职能，作为构成城市整体的一部分，它还具有更高的职能，即实现城市整体秩序的最优化，这是建筑的城市职能。
5、城市建筑设计未来发展的方向
5.1 坚持可持续发展的建筑设计方向
最近几年，很多的建筑大师又重新界定和扩大了许多原有的关于建筑的概念，提出了建筑的可持续发展观。坚持可持续发展的意义在于在满足当代人的物质和精神需求的同时，对后代人满足其需要的能力也不能构成潜在的发展隐患以及危害。可持续发展的建筑设计理念不应该仅仅使建筑师们真切的体会到了自己肩上担子的沉重，更应该让建筑师们感到新趋势下当代建筑设计师的责任和创作的冲动。可持续发展作为时代的主旋律，促使我国的建筑设计有了重大的发展，人居环境的研究成了一门科学。建筑城市和园林成其主导学科，建造符合时代气息、符合可持续发展的城市建筑。可持续发展的设计理念已成为当代建筑设计师必须履行的的历史使命。
5.2 坚持以人为本的建筑设计方向
建筑的最终目的还是为人类服务，建筑大师的设计就是创造出能满足人对生理、心理、现实以及未来的需求，与此同时还应该具有健康特质的建筑设计特点。所以以人为本的建筑设计方向是建筑设计师必须遵循的一个设计原则。随着我国经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高，人们对自身的居住空间的需求也在不断的提升。建筑设计师应该根据不同层次的人对建筑需求的不同有针对性的创造出安全、高效、舒适、便利、灵活的建筑。通俗的说，建筑不仅仅要体现一定的艺术性和超前性，还要使建筑的各功能都得以正常的发挥，提高建筑的使用率。
5.3 坚持把绿色环保的人居环境作为建筑设计的重点
未来的世纪我国城市建筑必将朝着生态、环保的方向发展，追求人与自然科学整体协调发展的建筑设计理念。现如今，我国的大中城市所存留的林木越来越少，城市的楼房建筑与人口日益密集以及工业与交通集聚扩充而引发了严重的大气污染、水污染和噪声污染等一系列的城市环境问题。与此同时，不少城市由于周边的林草植被遭到了很大程度的破坏，造成了大范围的水土流失、水源枯竭、风沙危害等恶化的生态环境，影响城市整体协调发展。再者，城市生态环境的恶化，对居民的健康与生活产生了不良的影响。当下，我国各级城市空气质量相对环境标准比较，仍处在较严重的污染水平，二氧化硫的排放仍在上升阶段，很多城市的二氧化氮的浓度已经严重超出正常的标准；我国有许多的城市由于生态平衡的破坏而严重缺水；很多城市的居民在超出正常标准的噪声环境工作或生活，他们的工作、生活以及身体健康受到了极其严重的影响。环境污染以及生态平衡的破坏给城市居民带来巨大的危害，使得广大居民迫切要求加强对生态环境的建设，从而以改善生活与工作的环境为目的进行建筑设计时，要充分考虑设计区域的自然条件，与城市的自然地貌特征和原有的植被、水体、花卉等有机的相结合，本着保护和恢复原始生态的原则，按照体现不同城市特点的要求，尽可能的协调绿地，水体和建筑物之间的关系以大型公园，植物园为面以小型的街心绿地为点以建筑物之间的通道为线对建筑与环境进行紧密的结合体现出现代城市的建筑特征。总之，我们完全能够在遵循生态规律和美的创造法则的前提下，借助于设计师的生态观念，高超的科学技术和结构手段，进行加工和改造，建造出具有生态美学标准和可持续发展思想的适宜的居住空间。
关键词：结构优化；建筑设计；保证安全；工程造价
1 引 言
在工程建设过程中，建筑功能的实现与工程投资的控制是工程建设的两大目标。而进行工程投资控制的关键在项目决策和设计阶段，在项目做出投资决策后，其关键就在于设计阶段。在建筑工程的设计阶段，当满足建筑的诸多功能后，工程造价的控制是每个投资者最为关注的主要内容，也自然成为投资者评价设计质量优劣、衡量设计水平、选择设计单位的重要标准。为了在日益激烈的设计市场竞争中求得生存与发展，为业主提供优质的设计产品，提高设计产品的经济性，已成为每一个设计单位努力追求的目标。由于在建筑产品中结构造价所占的比重很大，通过对建筑结构的优化设计，不仅能够提高建筑物的安全度，而且能够有效的降低工程造价，从而实现投资效益的最大化。在建筑结构设计中，当建筑方案产生后，结构从选型和布置开始就存在优化与否的问题，再加上后续每一道工序的精心设计、准确计算、合理选用等全过程的优化设计才能产生优化的结构。下面就结构设计优化的一些途径，谈一下本人的一点看法。
2 选择合理的结构方案
结构设计方案的优劣决定了结构设计的成败。对于同一个建筑设计方案，结构设计方案往往不是唯一的。不同的结构方案会使工程造价和工程质量产生很大的差别，所以选择合理的结构方案便显得尤为重要。在结构方案的选择上，应遵循以下的一些基本原则：
（1）要用整体的概念在特定的建筑空间中来完成结构总体方案的构思，处理好构件与结构、结构与结构的关系，充分利用和发挥整体结构和构件的最佳受力状态，使结构具备足够的承载力、刚度和良好的延性；
（2）尽可能使结构的受力与传力途径简单、直接、明确。传力途径复杂会出现多次转换的结构构件，这样会导致造价的提高，也容易出现计算错误产生安全问题。采用最简单、直接的传力途径，可以省去中间传递的结构构件，减少结构的安全风险，使结构受力更加明确，其造价也相对经济；
（3）保持整个结构安全可靠度的协调一致性应通盘考虑整体结构的每一个构件，使结构构件能够协调一致发挥其最大效能，确保达到规范规定的设计目标水准，实现结构既经济又安全的目标；
（4）使结构平面布置的抗侧力刚度中心与建筑物的外力作用中心或质量重心尽量接近或重合，以避免或减小外力作用下结构的扭转效应，因为抵抗结构的扭转所需增加的材料用量是很大的，可以说结构平面布置的不规则既不经济又不安全；
（5）积极主动的参与建筑设计的方案阶段，加强与建筑师的沟通与协调。一个设计精品是建筑师和结构工程师创造性合作的共同成果，在满足建筑物的功能和建筑师创意的前提下，结构工程师有责任对建筑方案提出建设性的意见，与建筑师一起构思最佳的结构体系。
结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。并综合运用其掌握的结构概念，通过反复试算、反馈和优化，选择效果最好、造价最低的结构方案。
3 进行正确的结构计算
一体化计算机结构设计程序的不断完善和全面应用，使工程师从繁重复杂的结构计算中解脱出来。工程师可以在概念、经验和估算的基础上借助计算机进行可靠的分析计算，经过多次计算比较和调整，使结构设计更加合理和经济。在利用计算机结构设计程序进行结构计算时，要注意以下问题：
（1）不能盲目的依赖计算机。因计算软件的缺陷和设计人员不加分析的盲从而导致设计错误的现象时有发生，所以对用于结构设计的计算程序的基本理论假定、应用范围和限制条件以及程序与规范的结合一定要搞清楚；
（2）对于输入的几何图形、构件尺寸、荷载数据等应认真核对、力求准确无误。避免因数据输入错误造成计算分析结果的错误或较大的误差。
（3）对计算参数的选取要正确合理。选取不同的计算参数会得出完全不同的计算结果，要根据实际结构的具体情况和计算程序的功能要求合理选取。比如，高层建筑结构的计算自振周期折减系数的取值，要根据不同的结构形式以及填充墙的材料和数量，选取恰当的数值对计算周期进行折减，若折减系数选取偏大，会使计算地震力小于实际的地震力，造成结构分析偏于不安全，反之则不经济；
（4）注意实际结构与计算模型的差异。所有的计算理论和设计程序都是建立在一些假定和理想的计算模型之上的，而实际结构的受力状态又是千差万别的，一味地依赖电脑或计算手册的计算结果进行结构设计会给结构留下较多的隐患，所以任何构件的计算都应根据实际情况确定结构的约束关系，并利用结构概念、工程经验对计算结果进行分析，判断其是否合理，以确保最终结构设计的正确。
4 提高材料的利用率
结构设计的目的便是花尽可能少的钱，做最安全、适用的建筑，这就要求结构设计时对材料的选用要合理，利用要充分。要根据结构构件的不同受力特点、工作环境和材料的力学性能特点，选用合适的建筑材料。在钢筋混凝土结构中，以受压为主的柱子，就要充分发挥钢筋混凝土材料中混凝土抗压性能好的特点，尽可能采用高标号混凝土，不但可以减小构件截面，增加使用空间，还能减轻结构自重。梁板以受弯为主，可采用高强度钢筋，以减少钢筋用量，同时要注意钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土强度的匹配，最大限度地发挥出材料的性能。对于高层建筑的结构转换层和受力复杂的结点部位以及大跨度结构，可采用型钢混凝土和预应力混凝土或钢结构等，以达到适用、安全、经济的目的。实际工程中，因材料选择不当造成浪费的情况很多。比如，经常出现的钢筋混凝土现浇板中混凝土标号过高的现象，不仅高标号的混凝土不能充分发挥其强度作用，而且为抵抗高强混凝土较大的收缩变形和满足最小配筋率要求，板中钢筋的配筋量也随之增加，从而导致工程造价的提高。
5 正确理解运用《规范》
《规范》是我们在设计中必须遵循的“最低”标准，是国家的技术经济政策、科技水平和工程实践经验的总结。全面理解规范条文的概念、定义、前提条件和适用范围，是正确运用《规范》的前提和基础。作为一个结构工程师，一方面必须熟悉、理解和吃透规范条文的真实含义，另一方面必须客观理性地正确对待规范。对“规范”中的“强制性条文”要不折不扣的执行，而对《规范》中的“非强制性条文”工程师可以运用自己的理论知识、结构概念和实践经验，在《规范》条文思想的指导下，针对具体的设计对象、环境和使用条件，以工程的安全性和经济性为目标，创造性地灵活选用规范中的数据。盲目照搬硬套不但会限制创新成果、影响设计创作，阻碍工程技术的进步，也会造成不必要的浪费。因为即使规范再详细，也不可能包罗实际工程中遇到的所有技术问题。对《规范》中的构造措施要给予足够的重视。在实际工程中，一些设计人员过分依赖结构计算分析结果，不同程度地存在忽视结构构造措施的问题。以抗震设计为例，我们都知道，地震是一种很复杂的自然现象，我们对地震发生时建筑物的破坏机理还不十分清楚，对地震的破坏现象也只是停留在感性认识阶段，建筑物抗震计算的原理也只是一种近似方法。建筑抗震设计是建立在对震害分析和总结的基础上，通过概念设计、结构计算和构造措施三部分来实现的。所以，我们在进行建筑抗震设计时，不但要遵循《规范》提出的抗震设计原则和抗震计算方法，同时还要重视抗震构造措施。
6 树立精品意识
对结构优化设计的过程是工程师打造设计精品的过程。要求工程师不仅要具备深厚扎实的专业基本理论基础、丰富的实际工作经验，更要有尽心尽力、精益求精、追求完美的精品意识。设计单位要提高市场竞争能力，必须实施精品战略、走精品之路。改变以往在管理上重业务经营轻技术质量，造成设计人不注重技术水平的提高，设计只要保证不出大的质量问题，方案的好坏、造价的高低无关紧要，使优化设计失去内在动力。导致对设计方案不认真进行经济分析，而是为保险起见，随意加大安全系数，造成投资浪费。只有在单位内部管理上把设计质量同个人效益挂钩，才能提高设计人员的质量意识和经济观念，促使结构专业经济化。预算专业可以提前介入到结构设计的方案阶段，为工程师提供必要的经济分析数据，改变以前设计过程中不算帐，设计完了预算见分晓的现象，通过结构工程师与造价工程师对设计质量和经济指标进行全过程的控制，实现设计产品技术质量与经济的统一。要落实各级技术岗位责任制，通过各环节层层把关，把提高设计质量、创设计精品的工作贯穿于整个设计过程之中。
关键词：工业与民用建筑；建筑结构设计；设计优化
中图分类号：F407.9文献标识码：A
随着我国改革开发的进一步发展，全国人民的生活都步入了小康时代。越来越多的人对物质生活要求也越来越高了，许多人都住进了高楼大厦。人口的继续增长，使得建筑物越来越多，而土地资源有限，这样导致土地价格越来越高，从而导致了建筑商的建筑成本也越来越高。降低建筑成本是建筑商首先考虑的方法，那么如何控制建筑成本呢？结构优化设计思想是目前国内外比较有价值的一套理论系统。运用该理论方法，实现人民对于居住环境和生活环境的改善，提高建筑产品的质量与品味，满足小康社会人们对新生活的需求，同时降低工程建筑的造价成本，实现建筑商利润最大化的目标，这具有适用、经济、实用的价值。
1优化的结构设计方法
社会上的建筑物都很令人赏心悦目给人以美的享受，这是结构设计与建筑实施技术相互协调、密切配合，从而达到美观效果的结果。建筑结构设计我们都追求安全、适用、经济、美观、施工简单等五种目标。文中的结构设计优化，能实现建筑设计技术优化的目的，能应用于实践，它不但满足了人们对建筑美观、造型优美的要求，又能使房屋的结构设计合理、性能安全、建筑成本经济，成为名副其实的“经济适用”建筑。结构设计优化方法从建筑上来分析，它主要体现在优化设计的建筑工程结构和建筑工程结构的总体优化设计两个方面。
第一个方面：建筑模型的优化结构设计方法。
一项大的建筑工程，先设计建筑模型，那么建筑模型的优化是十分必要的。建筑工程的结构优化设计主要包括：基础结构方案的优化设计、围护结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。除此之外，还需要做选型、布置、受力分析、造价分析等内容的优化设计。所有这些设计，都按照一切从实际出发的原则来进行，根据工程的具体实际情况，围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。在进行结构设计时，首先要满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异，这样可以避免水平荷载与建筑物中太大的扭转作用力。在竖直方向上应避开使用转换层，减少应力集中现象。
房屋结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计中，我们要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。
第二个方面：建筑模型的优化结构设计的计算方案。
完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。然而，结构设计的优化涉及到多个变量、多个约束条件，这是属于一个非线性的优化问题，在设定计算方案时，需要将有约束条件转变为无约束条件来进行计算。建筑工程设计中常用的方法有Powell算法、拉氏乘子法和符合型等方法。利用这些方法来计算建筑模型的优化结构设计方案。
2优化的结构设计技术在实践中的应用
在设计好了优化的结构设计方案后，就可以将该理论方法应用于实践之中。结构设计的优化，是目前一个比较普遍的课题，要达到利用结构优化的方法在不改变适用性能的前提下达到降低工程造价的目的，将结构设计优化方法应用于实践之中，这是我们建筑工程设计人员所追求的目标。结构设计优化设计应用于项目的整体设计、前期设计，旧房改造，抗震设计等设计的各分部环节，发挥着巨大的效益。在按照结构设计优化的方法及模型进行实践的过程中，要注意下面的三个方面的问题：参与结构设计优化的前期工作，将概念设计和细部结构设计进行优化，优化下部的地基基础结构设计。下面就这三个方面进行详细描述。
第一，参与结构设计优化的前期工作
因为前期方案的确定直接影响建筑的总投资，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与，建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。
第二，将概念设计和细部结构设计进行优化
概念设计应用于没有具体数值量化的情况，例如地震设防烈度，因为它的不确定性，计算式难免与现实有较大的差异，在进行设计的时候就要采用概念设计的方法，把数值作为辅助和参考的依据。设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，达到最佳的效果。
第三，优化下部的地基基础结构设计
地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。
3优化的结构设计实际价值
结构设计优化在建筑设计中具有很重要的地位，首先使用结构优化的设计能降低建筑造价，其次进行优化结构的设计能提高建筑结构的经济性。这些都具有实际价值。
第一，通过结构优化设计来降低总造价
进行结构优化设计中，多层住宅和高层住宅相比较，层数越多，总建筑面积增大，单位建筑面积占用的土地面积就越小，节约了用地成本，但建筑层数的增多，建筑总高度也会加大，楼与楼之间的间距也要加大，这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加比例相同了。另如屋盖部分，一栋楼只有一个屋盖，并不会因为层数的增加而有所改变，它的成本下降会比较明显。对于基础部分而言，虽然也是各层共用的，但是层数增加，传给基础的荷载将会增大，我们需要增大基础，这样单位面积的造价有所降低，但是却没有屋盖的效果那样明显。
第二，通过进行结构设计优化来提高建筑结构的经济性
建筑的层高增加，由于墙体面积和柱体积增加，结构的自重会增加，基础和柱的承载力相应增加，水卫和电气的管线会加长；相反降低层高，可节省材料，有利用抗震，同时建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。
4结论
利用结构设计优化的技术方法，能提高有限的空间、有限的资源，让其最大化的效果发挥，实现了经济化、实用性和适用性的良好目标。满足了建筑产品的品质要求不断提高的目的，实现了人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高的需求，同时，这也实现了建筑商不断寻求新的手段来满足顾客的需求，达到降低建筑工程造价成本的目标。
参考文献
[1]谈建筑结构的优化设计[J].建筑科学，2009(4).
[2]张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J]. 陕西建筑，2008(11).
[3]马臣杰，张良平，范重.优化技术在深圳京基金融中心中的应用[J]. 建筑结构，2009(4).
【关键词】建筑设计；建筑节能；节能设计
现如今，我国建筑业蓬勃发展，各种高楼大厦拔地而起，在给城市带来现代化气息的同时，也带来了一定的环境破坏，比如光污染等。为了使建筑更加环保，使建筑在使用周期内节约更多的能源，就必须优化建筑的设计，充分考虑节能的重要性。
一、建筑外墙体结构的节能设计
墙体是围护结构的主体也是建筑的主要组成部分，承担着室内外热交换的作用。建筑节能的中的30%都是通过墙体保温隔热性能实现的。据分析，节能外墙与普通外墙室内温度差为4℃-6℃，所以在建筑节能的设计中外墙是绝对不能忽略的因素之一。
外墙具备承重、安全围护以及保温隔热等功能，其中在考虑节能方面时，要选择使用保温隔热性能较好的墙体材料进行施工。目前在工程中常常使用的墙体材料是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。其中复合墙体使用的绝热材料主要有岩棉、玻璃棉、聚苯乙稀、加气混凝土等，复合墙体宜选用外墙外保湿，即采用连续外包的方式，在主体墙结构外层粘接一层保湿材料，并在保温材料外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆，隔断其热桥作用的混凝土梁或者柱起到“断桥”的作用，从而降低耗能。由于此方法的效果明显高于内保温，随着建筑节能技术的不断完发展，外墙外保温将成为建筑保温节能形式的领导技术。
除此之外，建筑物的体形系数也是墙体中出于节能考虑的因素之一。《民用建筑节能设计标准》中对体形系数的定义是：“建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。”因此减少建筑物体形系数，就是减少建筑物的表面积，减少维护结构面积，就做到了节能，换句话说体形系数越小，建筑物的节能就越有利。一般来说，体积大、体形简单的建筑以及多层和高层建筑，体形系数较小，对节能较为有利。在设计时也常常将体形系数控制在0.3以内。从热传递方面分析，由于建筑物实墙的阳角内层散热面大，且交角处多半设置有热桥作用的框架柱或者构造柱，因此，该处是建筑物耗能较大的部位，如果将建筑物设计成圆柱形则减少了交角，有利于节能。所以从节能的角度考虑建筑物外形设计时，尽量保持外表面整齐，避免凹凸变化太多。
对于一些既有建筑物，可以通过在日照强烈的墙面种植植物来降低传入室内的热源。除此之外植物还可以吸收粉尘和噪音，对于净化空气降低温室效应都有很好的作用。
二、住宅平面的建筑节能设计
住宅平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地（建筑行业“四节”之一）还可以大大节约建筑用材，减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。
由于我国地处北半球，太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向，此朝向夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系，容易形成穿堂风，而又避开了冬季盛行的西北风。因此，将住户长时间活动的居住空间（如厅、主要卧室）设于日照通风条件最佳的南向位置，利用自然环境使室内达到最大的舒适度，为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间，所以建筑平面宜设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等，以挡住日照直接照射主要房间，避免冬季西北风灌入。经调查，在其他条件相同的情况下，南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。
三、住宅屋面的节能设计
在建筑物受太阳辐射的各个外表面中，屋面是接受太阳直射时间最长的部位，因此受辐射得热也是最多的，相当于东西向墙体的2～3倍，所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料（如挤塑聚苯板）。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上，可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易，可广泛采用。另外，利用屋顶种植花卉、灌木（如彩叶草、三色堇、麦冬草等）形成生态型屋面，既可阻挡热源，减少温室气体的排放，达到保温隔热，又可美化环境，改善城市气候，做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜，可起到滞阻水的作用，有利于屋面的防水，而且土壤导热系数小，有很好的热惰性，不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动，有利于屋面的保温隔热。
四、门窗节能设计
门窗即使太阳辐射吸热部位，又是主要的散热部位，因此在建筑节能设计时，合理设置门窗也是重点考虑的因素之一。设计时在保证采光通风的条件下，尽量减小门窗洞口的面积，选用气密性高、保湿性好的材质，减少冷风渗透以及门窗的热传递。第一是控制窗墙比，一般住宅设计尽量避免落地窗的设计，对于方向不同，窗户的设计方式也不同，减少西北方向的立面窗户的面积。第二是提高门窗的气密性，选择好的窗体材料。对于外窗部位设计时，窗框与门窗洞口之间的缝隙采用保温材料填实，不得采用水泥砂浆。设计选用合适的窗型和门窗配件，减少窗框的外露面积，采用保湿隔热性能好的玻璃。目前设计中多采用断桥隔热铝合金窗框或者塑钢窗框，对于玻璃的选用则多采用中空玻璃窗。另外，对于面朝南向的窗户在设计时可以采用凹式设计，外加遮阳板，这样可以起到遮阳的效果。
五、节能材料的选择
科学选择建筑的节能材料材料，体现了建筑节能设计的另一大主要工作。节能材料的选取，必须依照环保、安全、节能以及经济的要求。一方面，在我国科学技术迅猛发展的同时，很多创新型的节能材料被广泛开发出来，运用到实际的建设中去，起到了较好的节能效果。比如当前流行的新式防水、保湿材料，它们广泛使用于墙体和屋顶当中，可以防潮，调节室内的湿度；新式的透光隔热玻璃应用在门窗上，具有超级好的透光、隔热能力；使用灵活性较强的铝制遮阳板，使遮阳效果更加可靠有效。另一方面，建筑设计要根据实际的施工情况，使用带有地方特色的节能材料，多加使用乡土材料，使其贴合建筑的需要。
结束语
可持续发展观是当今时代的主体，可持续性的生态发展观已经深入到生活中的方方面面。因此，在今后建筑设计中必然会将节能理念融入其中，尽快建设绿色节能建筑项目，尽可能利用基地周围的自然条件，提高资源利用率；尽可能利用再生资源和节能新技术；采用节能建材；对系统进行整体设计，从而提高人们生活和工作环境的质量。
参考文献
[1]蒋官杰.浅谈如何在建筑规划设计中实现建筑节能[J].现代物业（上旬刊），2012（08）.
关键词：高层；建筑；抗震；设计
进入上世纪90年代以后，高层建筑已成为现代建筑的发展趋势。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化，优化建筑结构设计也越发受到业界普遍关注和重视。我国处于地震多发区，结构抗震分析和设计已提到建筑设计的日程，高层结构的优化设计必须引起足够的重视。但在如今高层结构设计中，因为设计师的设计理念和认识上的差异，在可靠性设计方面仍值得进一步商榷。而高层住宅建筑结构抗震的设计关系到建筑安全的首要问题，更突显出其重要的地位。
1住宅高层建筑结构抗震设计原则
抗震设计要刚柔相济，选择合适的结构形式，从而保证建筑结构的抗震性能，确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。建筑物在地震力的作用下，结构形态会发生较大变化，而设计者需要根据不同地震烈度不同建筑类型，采用不同的结构类型和不同的构造措施，从而达到安全和效益相统一的目的。因此，在高层建筑设计时必须认真进行抗震设计。在建筑抗震设计过程中若一味的提高结构抗力,增加结构刚度,则会导致结构刚度大则在地震发生过程中地震作用也会相应增大。因此，应考虑好结构构件的承载力、稳定性、延性、刚度等方面的性能。对结构的相对薄弱位置，进一步采取抗震措施。再者，承受竖向荷载构件，不能做为主要耗能构件。在进行抗震设计时，尽可能设多道防线，从而形成一个完整的抗震结构体系，通过各个延性良好的分体系的协同工作，从而达到良好的抗震效果。在处理结构的强弱关系时，尽量使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。合理设计结构的受力性能，当某一部位结构设计过强时，可能造成局部结构薄弱，因此，需考虑结构的整体协调工作。
2住宅高层建筑结构抗震设计要点
2.1结构规则性。建筑结构的不规则可能造成较大的地震扭转效应，产生严重应力集中，或形成抗震薄弱层。大量地震灾害表明，高层建筑物平面对称、结构简单、刚度质量沿建筑物竖向均匀分布的建筑具有较好的抗震性能。因此，在建筑抗震设计中，应使建筑物的平、立面布置规则、对称、具有良好的整体性。同时，质量与刚度变化均匀分布，防止在平面上质量中心与刚度中心不重合而造成严重的扭转振动。其中竖向抗侧力的截面尺寸和材料强度应自下而上逐渐减小，从而避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变而形成薄弱层。
2.2层间位移限制。高层建筑都具有较大的高宽比,其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移,甚至会超过结构的位移限值。该位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关。因此在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况以及所处的地理位置进行设计,既要满足其具有足够的刚度又要避免结构在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性及舒适度的要求。
2.3控制地震扭转效应。由于地震波在传播过程中的折射、反射、散射所造成的强震地面运动具有三向水平和三向转动共六个自由度，地震作用本身就存在扭转分量。如果结构平面布置不规则，在水平地震作用下，也会产生扭转效应，对结构产生严重的破坏作用，而这种破坏作用往往被设计人员所忽视。但是，地震扭转效应是一个极其复杂的问题，对于体型复杂的建筑结构，即使楼层的“计算刚心”和质心重合，仍然存在明显的扭转效应。在高层住宅建筑设计时，就充分考虑扭转效应的影响。通过分析，扭转作用下各抗侧力结构的层间变形不同，造成结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大，考虑建筑上下刚度的分布不均匀，刚度中心没有在同一轴线，会产生较大的差距，从而造成各楼层结构偏心距和扭矩发生改变，因此,在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算。计算时应主要控制周期比、位移比两个重要指标。设计中应考虑双向地震作用下，当楼层抗扭刚度弱，平动周期与扭转周期比大于0.9或楼层抗剪承载力比值小于0.8时，属特别不规则建筑，应考虑偶然偏心。PKPM设计时两者同时选上，程序计算时自动叠加取大者。
3住宅高层建筑结构抗震的优化设计探讨
住宅高层建筑结构抗震的优化设计，指在注意总体布置上的大原则，进行结构设计时，顾及到关键部位的细节构造，全面合理地解决结构设计中的基本问题。需着眼于结构的总体地震反应，按照建筑结构在地震时破坏力分布，有针对性进行抗震设计优化，从根本上提高建筑结构的抗震能力。
3.1建筑场地的选择。选择有利的建筑场地，为减轻高层建筑物的震害，避开对建筑抗震不利的地段，在选址时，不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。应加强地基勘察，对于不利地段，尽量避开不利地质环境，结构工程师应提出避开要求，最好选择有利地段，当无法避开时，应采取有效措施。这就考虑了地震因场地条件间接引起结构破坏的原因，如活动断层、溶洞、局部突出的山包等。
3.2 建筑的平、立面布置。根据新的《建筑抗震设计规范(GB50011―2010)，持力层的选择对建筑物的安全至关重要。要求建筑的形状及抗侧力构件的平面布置宜规则的整体性，在相同的地震力作用下，避免采用严重不规则的设计方案。选择基础方案时，受力性能比较明确，既要考虑经济合理，设计时容易分析结构在地震时的实际反应和结构的内力分布，又要考虑抗震的要求，容易采取抗震构造措施和进行结构的局部处理。
3.3抗震结构体系。抗震结构体系体型是抗震设计中应考虑的最关键问题，结构体系应具有多道抗震防线，应根据建筑类因素，可避免因部分构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力。结合设计、经济条件综合考虑与确定，应优先选用不承受重力荷载的构件如框架填充墙构件。抗震结构体系必须具有合理的地震作用传递途径，不宜用轴压比很大的钢筋混凝土框架柱作为第一道防线。多道抗震防线，以减少输入主体结构的地震能量，必要的强度刚度和强度分布，达到减轻主体结构破坏的目的。
高层住宅建筑抗震设计在选择建筑结构的方案和采取抗震措施时，使楼层（部位）的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。有意识、有目的地控制薄弱层（部位），使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，提高结构总体抗震性能。
4结束语
随着新型结构、高性能材料的出现，高层住宅建筑设计技术也势必再上新台阶。设计者需根据工程抗震各方面的知识和经验，通过新型结构设计满足建筑安全要求，满足建筑物的使用功能和外观要求，理顺结构与建筑，结构与设备的关系。这就需要设计者从目前抗震设计现状出发，作出正确的工程判断，找出建筑安全与经济合理的最佳结合点，以更好地适应社会经济和建筑技术的发展。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院建筑结构研究所. 高层建筑结构设计[M]. 北京：科学出版社，1982.
关键词：住宅；结构设计；优化
中图分类号：TU318 文献标识码： A
引言
要想建筑物符合现代化的需求，那么，该建筑不仅要具有一定的使用价值，而且还需要一定的美学价值。我们在设计房屋结构的时候，一定要将五大基本问题考虑清楚，分别是施工便利、安全、经济、美观与实用。这也就要求我们在设计建筑结构，应该尽可能地让房屋的结构安全、合理与可靠。
一、结构设计的三个阶段
结构设计的阶段大体可以分为三个阶段，结构方案阶段、结构计算阶段和施工图设计阶段。
结构方案阶段的内容为：根据建筑的重要性、建筑所在地的抗震设防烈度、工程地质勘查报告、建筑场地的类别、建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式。 例如，砖混结构、框架结构、框剪结构、剪力墙结构、筒体结构、混合结构等以及由这些结构来组合而成的结构形式。 确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。
结构计算阶段的内容为：1）荷载的计算。荷载包括外部荷载（如风荷载、雪荷载、施工荷载、地下水的荷载、地震荷载、人防荷载等）和内部荷载（如结构自重荷载、使用荷载、装修荷载等）。 荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定，采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。2）构件的试算。根据计算出的荷载值、构造措施要求、使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。 3）内力的计算。 根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩、剪力、扭矩、轴心压力及拉力等。 4）构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制（如轴压比、剪跨比、跨高比、裂缝和挠度等）来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。 如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。
施工图设计阶段的内容为: 根据上述计算结果最终确定构件布置、构件配筋，根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。
二、结构设计优化方法概念
结构优化的目的是满足住宅建筑的基本功能需求和舒适度要求，满足建筑质量安全和美观度要求，对住宅建筑结构造价进行控制。建筑房屋结构设计优化需要对空间资源、设备资源、材料资源、经济资源进行充分利用和合理配置。这种优化设计比传统的设计能够节省5% ―33% 的工程造价，所以在项目施工中，要从建筑结构设计优化的方法出发，结合现场实际情况，一切从实际出发，提高工程的经济效益。
根据建筑设计的总体要求，结构设计要尽量减小质量中心和刚度中心的差异，保证建筑在水平荷载的作用下不会产生很大的扭转效应。建筑平面结构尽量采用对称和规则方式，在满足建筑相应的功能条件下，使竖直方向上相应的承重构件保持上下贯通。为了保证结构的简洁性和设计的简单性，尽量减少转换层的使用。竖向刚度采取渐变的方式，避免水平荷载作用产生应力集中，产生刚度突变。
三、住宅建筑结构设计优化的方法
（一）结构优化模型的建立
系统结构优化设计模型是选择结构中影响变量的主要参数来建立相应的函数模型。这种模型的建立能够运用科学、合理的计算方法得出较好的优化方案。建立模型需要划分为三个步骤。
1、确立设计变量参数
变量的选择对最终设计方案的确定有着重要的数据参考意义。建立模型首先要对设计中变量的参数进行筛选，选择对总体结构有较大影响，变化幅度小，考虑因素少的参数错位参考指标，降低结构设计、计算的工作难度。
2、确定相关目标函数
然后对工程中各种参数进行按照重要性进行属性划分，将影响不大的参数定为预定参数，减少函数模型中的计算量。
确定目标函数后，找出符合条件的最优解。然后根据房屋结构的应力约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等一系列约束条件进行优化设计，保证结构的合理性。
3、衡量条件
系统结构优化设计方案涉及到多个变量和多个约束条件，可变性较大。约束条件包括房屋尺寸、架构稳定性、受力限度、变形限度结构可塑性程度等，设计者要根据房屋建造规条把施工中的约束条件和目标确定的约束条件进行比较和分析，保证各种条件符合相关规定，实现优化设计。
在设计优化的过成中要化繁为简，将约束条件转换成约束条件进行计算。计算方法常有符合型法、以及 Powell 法等。计算的过程中编制相应的运算程序进行辅助优化，最终得到最优化的结果。
（二）结构优化设计的计算方法
对于设计优化的计算部分，应在实际经验的基础上，考虑到未来种种可能性变化。比较通用的一种做法是将问题的约束性分解后进行计算，也就是利用无约束条件计算。通常，用的比较广泛的方法有“拉氏乘子法”，“复合形法”。另外，对建筑抗震能力的优化也必须在考虑之中，计算“振型组合数”，这与结构密不可分，结构的层数，结构的灵活性都与之相关。根据规定，“振型数不宜小于 15． ”通过测算得到最优解，确立最佳方案。
四、住宅建筑结构设计优化的应用分析
（一）整体优化和局部优化
任何一项目建筑的设计都具备层次性及复杂性两方面的特点。以层次性看来，其一般包含建筑的设计体系、结构体系及安装设计体系等，每一个体系内又囊括了多个下属体系。进行住宅建筑设计时，设计人员应对各个下属系统进行优化，将各个布局间的横向关联冲破，叠加工程；以复杂性看来，其一般包含建筑原料选取、零部件选取、结构类型选取等内容。所以，对于任一住宅建筑来讲，就应从整体进行优化，方可真正实现设计优化。
（二）分阶段优化与寿命优化
在限定时间内，每一个项目工程都有使用的期限，而且在每一个环节中，都可以设计出多种方案以供参考与挑选。也就是说，在每个阶段，都可以对方案进行优化。因此，住宅建筑结构的设计人员可在确定优化方法的时候，可以将各个阶段的性质作为依据，从而优化整体工程的寿命，并对建筑的施工质量予以保障，使得企业的经济收益能够有所增加。
（三）桩基础优化
桩基础可以划分为灌注桩及预制桩两种桩型。因为灌注桩在施工时质量较难控制，并且操作复杂，时间较长。所以，如果在沉降符合相关标准的基础上，应利用预制桩进行施工。另外，因为在普通状况下，伴随着桩基的不断深入，土壤对桩身的作用及摩擦也随之增大，所以，应尽量选取长度较大的预制桩。
（四）优化上部结构
要想模型建立与优化住宅建筑的上部结构，首先就要对剪力墙进行合理的布设，对剪力墙的质量均匀予以有效保证。这样，楼层的结构重心便能同楼层的平面刚度中心点实现重合，从而有效地削减了风力以及地震等外部荷载作用的扭转影响。如果房屋的类型允许的话，那么可以尽量使用大开间的剪力墙构造，并对剪力墙的墙肢长进行增加。这样做，不仅可以有效地对墙肢的数量进行缩减，还可以确保刚度能够与相关标准相符合，并以此作为前提与基础，有效地降低混凝土的使用数量。此外，因为剪力墙中的暗柱通常采用的都是钢筋建材，通过大开间的剪力墙构造应用，是可以有效缩减钢筋的使用数量。
（五）结构同建筑的协调优化
在进行设计时，应尽可能保证建筑的结构同整体平面的配合紧密，从而实现造型美观、结构合理的效果。在进行建筑柱及墙的布设时，应同房建平面的功能需求相一致，每个房间的进深、开间都应保持统一。建筑系统尽可能简洁，墙与柱不可以出现错位情况，每一层的高度及截面面积应相同。进行楼体或电梯的设计时，其应力集中或受力方向较多的转角区域，承重构件应尽可能选取高强建材，从而降低自重，而非承重的构建应选用质量较轻的建材。整体建筑在布局方面应保证重心、刚心及质心交叠，预防出现扭转情况。
五、结构设计优化注意事项
选择合适的结构类型。不同的住宅建筑工程由不同的结构形式。常见的类型主要包括短肢剪力墙结构、框架结构、框架―剪力墙结构。这三种类型各具特色、各具优缺点，在选择类型的过程中要充分结合房屋功能需求以及工程的经济能力，在保证质量的前提下平衡投资和收益，保证工程利益的最大化。短肢剪力墙结构大多运用于高层建筑中，主要特点是以混凝土结构技术规程为依据，对钢筋数量要求不高，对剪力墙抗震要求较高; 框架结构对空间的优化效果最为显著，空间大、不仅灵活、造价低。但是抗震能力较低，柱截面较大，形成的柱角凸出部位会影响家具的摆放; 框架―剪力墙结构是合理布置一定数量的剪力强，有较好的抗侧力，还能增强适用性和合理性。
结语
建筑工程结构设计是一项系统而复杂的工作, 它需要深厚的理论基础以及灵活的创新思维和严谨认真的工作态度。在进行设计时,既要考虑用户对房屋使用效果的要求,还要兼顾建筑的质量、安全性、稳定性等多方面的内容。这就要求设计人员从一个个基本的构件算起，做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，密切配合其他专业来进行设计。 在工作中应事无巨细，善于反思和总结工作中的经验和教训。
参考文献：
[1]王媛.浅析住宅建筑结构设计的优化分析[J].城市建筑,2013,12:45.
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